文獻解讀:武漢大學團隊揭示 PFN1 通過選擇性自噬降解 KSHV 解旋酶的抗病毒新機制
武漢大學生命科學學院藍柯教授、白磊副教授團隊近日在國際學術期刊 Autophagy 發表研究論文,揭示宿主肌動蛋白結合因子 PFN1 通過 SQSTM1/p62 介導的選擇性自噬通路,靶向降解卡波氏肉瘤相關皰疹病毒(KSHV)解旋酶 ORF44,進而抑制病毒裂解復制的分子機制。該研究發現了 PFN1 全新的抗病毒功能,為皰疹病毒感染的干預策略提供了新的理論依據。
KSHV 是一種重要的致瘤性皰疹病毒,與卡波氏肉瘤、原發性滲出性淋巴瘤、多中心卡斯特曼病等多種惡性腫瘤密切相關。病毒編碼的解旋酶 ORF44 是 KSHV 基因組復制的核心功能蛋白,在病毒裂解復制過程中發揮不可替代的作用,但其與宿主蛋白的互作調控機制尚未完全闡明。

該研究通過蛋白互作篩選鑒定出宿主 PFN1 為 ORF44 的相互作用蛋白。功能實驗表明,PFN1 過表達可顯著降低 ORF44 蛋白水平,并抑制細胞內及上清中 KSHV 基因組拷貝數;反之,PFN1 敲低則導致 ORF44 蛋白積累及病毒復制水平升高。在 ORF44 缺失的病毒株中,PFN1 對病毒復制的調控作用消失,證實 PFN1 的抗病毒效應依賴于對 ORF44 的靶向作用。

機制研究顯示,PFN1 通過自噬 - 溶酶體途徑介導 ORF44 降解,而非影響其轉錄水平。自噬抑制劑可阻斷 PFN1 介導的 ORF44 降解,而蛋白酶體抑制劑無此效應。進一步研究發現,自噬貨物受體 SQSTM1/p62 參與了這一過程:SQSTM1 可與 ORF44 相互作用,敲低 SQSTM1 可削弱 PFN1 對 ORF44 的降解效應及抗病毒功能。
值得注意的是,SQSTM1 對復合物的識別并非通過 ORF44 的泛素化,而是通過 PFN1 的泛素化修飾實現。PFN1 與 ORF44 結合后,其自身多聚泛素化水平顯著升高,泛素化的 PFN1 被 SQSTM1 的 UBA 結構域識別,進而將 ORF44-PFN1 復合物靶向自噬溶酶體降解。研究進一步鑒定出 E3 泛素連接酶 TRIM37 負責介導 PFN1 第 116 位賴氨酸的多聚泛素化,該位點突變后,PFN1 無法被 SQSTM1 識別,亦喪失介導 ORF44 降解及抑制病毒復制的能力。

該研究首次報道了 PFN1 的抗病毒生物學功能,闡明了 TRIM37-PFN1-SQSTM1 選擇性自噬軸在抗 KSHV 感染中的調控作用,拓展了宿主選擇性自噬抵御皰疹病毒感染的分子機制認知。鑒于 PFN1 可與 EB 病毒、人巨細胞病毒等多種皰疹病毒的解旋酶發生相互作用,該機制可能具有廣譜抗病毒潛力,為靶向解旋酶降解的抗病毒策略開發提供了新的思路。

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